学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

多层冷弯薄壁型钢住宅墙体承载力研究

作　者: 赵月明
导　师: 许超；曹宝珠
学　校: 吉林建筑工程学院
专　业: 结构工程
关键词: 冷弯薄壁型钢组合墙体竖向承载力试验研究非线性有限元分析计算方法
分类号: TU392.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 42次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

近年来,冷弯薄壁型钢结构体系作为木结构的替代结构形式在北美、欧洲、日本、澳洲等发达国家住宅建筑中所占比重越来越大。这种结构体系以冷弯薄壁型钢组合墙体为竖向承重构件。墙体分别以卷边C形截面和U形截面冷弯薄壁型钢为墙柱和顶、底梁,通过自攻螺钉与OSB板、石膏板、胶合板等连接而成。此种建筑结构的优越性主要表现在:自重轻、强度高、材质均匀、抗震好、便于安装和集中生产、无需模板、施工方便快捷、不易腐蚀、阻燃效果好、材料可回收再利用。目前这种结构形式多用于二层或局部三层以下的独立或联排住宅。而我国住宅形式以多层为主,所以将此种结构体系应用于多层住宅,具有重要意义。本文在参考大量文献后,采用试验、非线性有限元模拟以及按已有规范计算三种方法,对多层冷弯薄壁型钢结构住宅组合墙体的轴压性能进行了研究。主要工作有:(1)对冷弯薄壁型钢结构进行概述,介绍了其在国内外的发展和研究现状。(2)对多层冷弯薄壁型钢住宅底层承重墙体进行1:1轴压试验,研究组合墙体在竖向荷载作用下的受力特点、变形特征、屈服承载力、极限承载力和破坏模式,试验结果表明该墙体满足多层住宅底层墙体的竖向承载力要求。(3)运用ANSYS 10.0有限元软件根据实际情况对试件进行模拟分析,分析过程中同时考虑了几何非线性和材料非线性对墙体竖向承载力的影响。通过分析所得荷载-位移和荷载-应变关系与试验结果对比,证明了模拟方法的正确性和可行性。(4)介绍了北美和我国冷弯薄壁型钢规范中相关的计算方法,并分别运用这两种规范对试验墙体的轴压承载力进行计算,通过计算结果与试验结果的对比得到:北美规范与试验结果较为接近;对相关系数进行调整后,用我国现行《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002对本文组合墙体进行设计也是可行的。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-20
  1.1 前言  11
  1.2 课题研究的目的和意义  11-12
  1.3 冷弯薄壁型钢住宅概述  12-15
    1.3.1 冷弯薄壁型钢住宅简介  12-13
    1.3.2 冷弯薄壁型钢住宅受力机理  13-14
    1.3.3 冷弯薄壁型钢住宅特点  14-15
  1.4 国内外在该方向的研究现状及分析  15-19
    1.4.1 国外冷弯薄壁型钢住宅研究及应用概况  15-18
    1.4.2 国内冷弯薄壁型钢住宅研究及应用概况  18-19
  1.5 本文的研究内容  19-20
第2章多层冷弯薄壁型钢住宅墙体静力试验研究  20-37
  2.1 概述  20
  2.2 试验目的及内容  20
    2.2.1 试验目的  20
    2.2.2 试验内容  20
  2.3 材性、试件及试验装置  20-28
    2.3.1 试件材料性能  20-22
    2.3.2 试件概述  22-25
    2.3.3 试验荷载设计  25-26
    2.3.4 试验装置  26-27
    2.3.5 测点布置  27-28
  2.4 试验过程及破坏特征  28-31
    2.4.1 试件安装  28
    2.4.2 加载制度  28-29
    2.4.3 试验现象  29-31
  2.5 试验数据整理  31-35
    2.5.1 荷载-应变曲线  31-35
    2.5.2 荷载-位移曲线  35
  2.6 试验结果及初步分析  35-36
  2.7 本章小结  36-37
第3章多层冷弯薄壁型钢住宅底层承重墙体非线性有限元分析  37-49
  3.1 引言  37
  3.2 有限元问题综述  37-38
  3.3 ANSYS 非线性问题的分析  38-40
    3.3.1 几何非线性问题  38-39
    3.3.2 材料非线性问题  39-40
  3.4 有限元模型建立及求解  40-44
    3.4.1 模型单元选取  40-41
    3.4.2 模型单元网格划分  41-42
    3.4.3 材料属性  42-43
    3.4.4 边界条件及加载方式模拟  43-44
    3.4.5 求解过程的设置  44
  3.5 有限元分析与试验结果对比  44-48
    3.5.1 有限元分析屈服承载力与试验结果比较  44-45
    3.5.2 有限元分析荷载-位移曲线与试验结果比较  45-46
    3.5.3 组合墙体变形及破坏模式比较  46-48
  3.6 本章小结  48-49
第4章冷弯薄壁型钢组合墙体计算  49-66
  4.1 引言  49
  4.2 北美轻钢规范关于组合墙体墙柱轴压承载力计算方法  49-56
    4.2.1 轴压墙柱承载力计算方法  49-54
    4.2.2 板件有效宽度的确定方法  54-56
  4.3 我国关于组合墙体墙柱轴压承载力计算方法  56-61
    4.3.1 轴压墙柱承载力的计算方法  56-57
    4.3.2 墙柱稳定系数确定方法  57-58
    4.3.3 板件有效宽度确定方法  58-61
  4.4 应用北美和我国规范进行墙柱轴压承载力计算  61-64
    4.4.1 截面和材料特征  61
    4.4.2 用北美规范进行墙柱轴压承载力计算  61-62
    4.4.3 用我国规范进行墙柱轴压稳定承载力计算  62-64
  4.5 轴压承载力计算结果与试验结果对比分析  64-65
  4.6 本章小结  65-66
结论  66-68
参考文献  68-72
攻读硕士学位期间发表的学术论文  72-75
致谢  75

多层冷弯薄壁型钢住宅墙体承载力研究

内容摘要

全文目录

相似论文